A gdyby tak zamienić dwutlenek węgla z powrotem w paliwo? Naukowcy twierdzą, że to możliwe

Artykuł/Ekologia 21.02.2020
A gdyby tak zamienić dwutlenek węgla z powrotem w paliwo? Naukowcy twierdzą, że to możliwe

A gdyby tak zamienić dwutlenek węgla z powrotem w paliwo? Naukowcy twierdzą, że to możliwe

Pomysł ten jest genialny w swojej prostocie: bierzemy nadmiar dwutlenku węgla z atmosfery, który powstał w wyniku spalania paliw kopalnych i… zamieniamy je z powrotem w te paliwa. Okazuje się bowiem, że reakcja chemiczna, która pozwoliłaby na tę sztuczkę jest możliwa do wykonania. I to w przystępnej cenie.

Przynajmniej zdaniem zespołu naukowców z University of Southern California i National Renewable Energy Lab. Reakcje chemiczne, które pozwalają na ten zabieg są znane nam od dawna. Chodzi tu o uwodornianie, czyli zamianę atomów tlenu w dwutlenku węgla na atomy wodoru, z wytworzeniem węglowodorów takich jak metan (główny składnik gazu ziemnego).

Paliwo z dwutlenku węgla

Jak dotąd jednak przeprowadzenie jej było totalnie nieopłacalne, ponieważ reakcje tego typu wymagają specjalnych katalizatorów wykorzystujących drogie metale szlachetne, takie jak platyna oraz bardzo wysokiej temperatury, sięgającej 600 st. C. Mówiąc w skrócie: przeprowadzenie takiej reakcji na skalę przemysłową było po prostu zbyt drogie.

Teraz może to jednak się zmienić. Naukowcy z University of Southern California i National Renewable Energy Lab opracowali tańszy, bardziej zrównoważony sposób wytwarzania tzw. nanokatalizatorów, które działają tak samo jak platyna, ale bazują na molibdenie. Do tego mogą być produkowane o 90 proc. taniej i to w o wiele niższej temperaturze 300 st. C.

Zwykle, gdy chemicy chcą zrobić coś taniej i na większą skalę, uciekają się do stosowania większych kadzi i wyższych temperatur. Tworzenie nanokatalizatorów wymaga jednak nieco delikatniejszego podejścia z udziałem mini-reaktorów milifluidycznych, o milimetrowej średnicy, dzięki którym produkcja nanokatalizatorów jest w ogóle możliwa.

— Możemy kontrolować więcej funkcji produktu końcowego, różne kształty, wprowadzać inne metale – mówi chemik NREL Frederick Baddour

Problemem tej metody jest oczywiście skala produkcji. Taki mini-reaktor pracuje zbyt wolno, jeśli mówimy o skali, która pozwoliłaby usunąć nadmiar dwutlenku węgla z naszej atmosfery. Dlatego laboratorium Malmstadt w USC zwiększyło skalowalność całego procesu dzięki modularyzacji.

Skoro jeden mini-reaktor działa zbyt wolno, trzeba użyć ich większej liczby. Naukowcy dysponują aktualnie 16 takimi reaktorami milifluidycznymi, pracującymi równolegle. Zupełnie jak centra danych, które zamiast jednego superkomputera korzystają z tysięcy komputerów pracujących równolegle.

Zastosowania tej nowej reakcji mogą pomóc nam w walce z ociepleniem klimatu

Chodzi tu konkretnie o reakcję, w której czysty dwutlenek węgla może być konwertowany na etanol. Przy odpowiedniej skali tej reakcji moglibyśmy teoretycznie przejąć pełną kontrolę nad jednym z najbardziej uciążliwych gazów cieplarnianych, który emitujemy do atmosfery. Oczywiście na spełnienie takiej wizji potrzeba jeszcze trochę czasu, ale – jak twierdzą naukowcy – jest ona osiągalna.

Pomysł z największym potencjałem jeśli chodzi o jej osiągnięcie polega na umieszczeniu elektrod powleczonych nowymi katalizatorami w istniejących już filtrach kominów elektrowni, przez które przepływa spora część emitowanego dwutlenku węgla produkowanego przez człowieka.

Rozwiązanie to pozwoliłoby od razu zamieniać emitowany CO2 w użyteczne paliwo. Wymagany do tego procesu wodór mógłby być wytwarzany w oparciu o tanią energię odnawialną.

Cała koncepcja ma ogromny potencjał. Pozostaje jednak pytanie, czy zainteresuje się nią ktoś z odpowiednio dużym budżetem, pozwalającym na wykorzystanie nowych nanokatalizatorów na odpowiednią (nomen omen) skalę.

Jeśli jednak ten pomysł jest tak opłacalny, jak przedstawiają to jego twórcy, wątpię, żeby ktoś z branży energetyki się nim nie zainteresował. Tania i czysta energia jest naszą jedyną, sensowną przyszłością. Im więcej poznamy sposobów na jej produkcję tym lepiej.

Dołącz do dyskusji